Способ защиты трубопровода от коррозии Советский патент 1992 года по МПК C23F13/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для защиты маги- стральных трубопроводов от коррозии блуждающими токами электрифицированных железных дорог.

Известен способ защиты трубопроводов от коррозии блуждающими токами, включающие последовательное соединение полупроводникового диода и регулируемого резистора, представляющее собой блок поляризации, который соединяют дренажными кабелями с трубопроводом и нулевой точкой дроссель-трансформатора рельсовой цепи с контактным проводом, который размещают на опорах, при этом анод диода подключают к трубопроводу.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность, обусловленная несоответствием принятого способа защиты условиям оптимального функционирования по защитному эффекту от электрической коррозии. Это проявляется в частом выходе элементов дренажных поляризованных устройств (далее - ДПУ) из строя.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что в способе защиты трубопроводов от коррозии блуждающими токами, включающем последовательное соединение полупроводникового диода и регулируемого резистора, представляющее собой блок поляризации, который соединяют дренажными кабелями с трубопроводом и нулевой точкой дроссель- трансформатора рельсов с контактным проводом, который размещают на опорах, при этом анод диода подключают к трубопроводу, включают второй диод последовательно с первым, параллельно диодам подключают высоконелинейное сопротивление, а линейную индуктивность включают между регулируемым резистором и дренажным кабелем со стороны рельсов пути, причем величину неповторяющегося напряжения каждого из диодов UHen, классификационное напряжение высоконелинейного сопротивления 1)Кл и величину максимального напряжения рельс-земля 11(р-з)макс, прикладываемого к устройству в непроводящем направлении при коротком замыкании в тяговой сети, выбирают из соотношения

Unen Uxfl U(p-a)MaKc.

Кроме того, предлагаются частные исполнения способа, одно из которых заключается в том, что между одним из рельсов пути, к которому присоединяют блок поляризации, и контактным проводом этого пути включают роговые разрядники, причем разрядники размещают не ближе, чем на третьей и не далее чем на пятой опоре контактного провода слева и справа от места присоединения блока поляризации к рельсовому пути.

Другое частное исполнение применяется в случае, когда надежность высоконелинейного сопротивления существенно ниже надежности диодов блока поляризации и заключается в том, что последовательно с высоконелинейным сопротивлением вклю0 чают плавкий предохранитель и дополнительно вводят конденсатор, который шунтирует цепь диодов.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг.

5 2 - модификация этой схемы для случая, когда надежность используемого в устройстве нелинейного сопротивления много меньше, чем надежность диодов блока поляризации.

0 Дренажное поляризованное устройство (ДПУ) по фиг. 1 содержит блок 1 поляризации, состоящий из диодов 2 и 3 и регулируемого резистора 4, включенных последовательно, высоконелинейного со5 противления 5, включенного параллельно диодам и линейной индуктивности 6, а также дренажные кабели 7 и 8, которыми блок поляризации присоединен соответственно к трубопроводу 9 и нулевой точке дроссель0 трансформатора 10 рельсов пути 11, роговые разрядники 12, включенные между контактным проводом 13 и одним из рельсов 11 пути, к цепи которого присоединен блок поляризации.

5 Работа устройства, в соответствии с предлагаемым способом, осуществляется следующим образом.

При положительном потенциале трубопровода 9 относительно рельсов 11 пути

0 диоды 2 и 3 схемы пропускают ток от трубопровода 9 к рельсам 11 и тем самым обеспечивают снижение потенциала трубопровода до допустимых пределов. Необходимая величина тока предварительно регулируется

5 резистором 4. Появляющийся изредка на рельсах по отношению к удаленной земле значительный потенциал 11(р-3)макс в момент нарастания тока в тяговой сети при К.З. (для ДПУ, включенного в знакопеременной зоне

0 вдали от тяговой подстанции при К.З. вблизи ДПУ) или при спадании тока К.З. вмомент отключения его выключателем тяговой подстанции (для ДПУ, включенного вблизи тяговой подстанции в катодной зоне при

5 далеком от него К.З. воспринимается диодами 2, 3 схемы безболезненно, так как на такие перенапряжения рассчитан каждый диод в отдельности). В этих условиях сопротивление 5 не выходит на лавину в силу соотношения 1.

При атмосферных перенапряжениях положительного знака, вызванных прямыми ударами молнии в контактную сеть или индуцированных все пришедшее в точку при- соеди нения дроссель-трансформатора 10 перенапряжение приходится в основном на линейную индуктивность 6 и лишь часть его, определяемая выражением

+ ,(2)

I - часть тока молнии, стекающая через вы- соконелинейное сопротивление;

RHC - его дифференциальное сопротивление, приходится на диоды схемы.

При правильно выбранных величинах Ыкл и 1)неп напряжение DHC, определяемое выражением (2), также остается меньше IJnen и эту часть напряжения даже один диод (при выходе другого из строя) переносит безболезненно,не пробиваясь.

Уменьшение вероятности прихода в ме- сто установки трансформатора 10 чрезмернобольшихперенапряженийобеспечивается соответствующим рациональным приближением мест установки роговых разрядников 12 между контактным приводом 13 и рельсом 11 пути: при размещении разрядников ближе, чем на третьей опоре, волна индуктированного перенапряжения, пробивающего разрядник и распространяющаяся по рельсам, не получает значительного затухания, и ее воздействие на дренажное устройство может вывести его из строя. Размещение разрядников далее чем на пятой опоре, нежелательно, так как увеличивает вероятность повреждения дренажного устройства волной индуктированного перенапряжения, возбужденной на участке тяговой сети между разрядниками (в зоне дренажного устройства) при условии, что уровень перенапряжения превышает прочность изоляции контактной сети.

ДПУ (фиг. 2) содержит также еще предохранитель 14 в цепи высоконелинейного со- противления 5 и конденсатор 15, включенный параллельно диодам 2 и 3.

ДПУ по схеме фиг. 2 работает совершенно аналогично ДПУ по схеме фиг. 1 с той только разницей, что, если вследствие ухода характеристик высоконелинейного сопротивления последнее пробивается перенап- ряжением U(p-a) в момент К.З. в тяговой сети, то это сопротивление отключается предохранителем, чтобы не шунтировать диоды блока поляризации. Появляющееся при

этом местное перенапряжение, возникающее вследствие разрыва предохранителем дуги и могущее повредить диоды 2, демпфируется конденсатором 15.

Предлагаемый способ обеспечивает надежность защиты путем существенного сни- жения уровня перенапряжений, приходящихся на ДПУ; а также стойкость к перенапряжениям рельс-земля, возникающим при отключении К.З. в тяговой сети и на электроподвижном составе.

Формула изобретения

1.Способ защиты трубопровода от коррозии блуждающими токами, включающий последовательное соединение полупроводникового диода и регулируемого резистора, представляющие собой блок поляризации, который соединяют дренажными кабелями с трубопроводом и нулевой точкой дроссель-трансформатора рельсов пути с контактным проводом, который размещают на опорах, при этом анод диода подключают к трубопроводу, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, включают второй диод последовательно с первым, параллельно диодам подключают высоконелинейное сопротивление, а линейную индуктивность включают между регулируемым резистором и дренажным кабелем со стороны рельсовой цепи, причем величину неповторяющегося напряжения каждого из диодов Онеп, классификационное напряжение высоконелинейного сопротивления Укд и величину максимального напряжения рельс-земля и(р-3)макс, прикладываемого к устройству в непроводящем направлении при коротком замыкании в тяговой сети, выбирают из соотношения

Linen Укл и(р-з)макс.

2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что между одним из рельсов пути, к которому присоединяют блок поляризации, и контактным проводом этого пути включают роговые разрядники, причем разрядники размещают не ближе чем на третьей и не далее чем на пятой опорах контактного провода слева и справа от места присоединения блока поляризации к рельсовому пути.

3.Способ по пп. 1и 2, отличающий с я тем, что последовательно с высоконелинейным сопротивлением включают плавкий предохранитель и дополнительно вводят конденсатор, который шунтирует цепь диодов.

Использование: защита магистральных трубопроводов от коррозии блуждающими токами электрифицированных железных дорог. Сущность изобретения: способ включает последовательное соединение полупроводникового диода 2 и регулируемого резистора 4, представляющие собой блок поляризации, который соединяют дренажными кабелями 7 и 8 с трубопроводом 9 и нулевой точкой дроссель-трансформатора 10 рельсов пути 11 с контактным проводом 13, который размещают на опорах, при этом анод диода 2 подключают к трубопроводу, S. второй диод 3 включают последовательно с первым, параллельно диодам подключают высоконелинейное сопротивление 5, а линейную индуктивность 6 включают между регулируемым резистором 4 и дренажным кабелем 8 со стороны рельсовой цепи, причем величину неповторяющегося напряжения каждого из диодов UHen, классификационное напряжение высоконелинейного сопротивления и«л. и величину максимального напряжения рельс-земля и(р-3)макс, прикладываемого к устройству в непроводящем направлении при коротком замыкании в тяговой сети, выбирают из соотношения 1)неп Укл 1(р-з)макс. Между одним из рельсов пути, к которому присоединяют блок поляризации 1, и контактным проводом 13 этого пути включают роговые разрядники 12, причем разрядники 12 размещают не ближе, чем на третьей, и не далее, чем на пятой опоре контактного провода 13 слева и справа от места присоединения блока поляризации 1 к рельсовому пути. Кроме того, последовательно с высоконелинейным сопротивлением включают плавкий предохранитель 14 и дополнительно вводят конденсатор 15, который шунтирует цепь диодов 2 и 3. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. СО С vj СА) 00 00 2

Фиг 2